CN111637337A - 一种具有图像识别功能的智能高度定位交通信号装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种具有图像识别功能的智能高度定位交通信号装置，其包括：基座、支撑单元、升降单元、图像采集单元、控制单元、图像处理单元以及信号指示单元；所述升降单元可移动式固定在所述支撑单元并在控制单元的控制下带动信号指示单元进行高度调节；所述图像采集单元能够捕捉车辆图像并发送至图像处理单元；所述图像处理单元对当前所处理的车辆图像进行图像转化并基于设定的图像处理策略，确定是否通知控制单元控制升降单元进行升降动作。本发明能够识别出车辆高度并进行高度调整，使得加高车车辆也能观察到信号灯，同时防止行驶的车辆撞击信号灯，对信号灯进行保护，防止信号灯受到损坏，降低了交通事故的发生。

Description

一种具有图像识别功能的智能高度定位交通信号装置
技术领域
本发明涉及智能交通设备技术领域，尤其涉及一种具有图像识别功能的智能高度定位交通信号装置。
背景技术
随着经济的发展，城市化、汽车化的加快，要求采用现代化的管理方法来实现交通管理，这样就引起了对智能交通图像识别技术的研究,在道路施工以及信号灯维修时，需要临时的信号灯来控制交通通行，但是现有的临时信号灯的高度固定，不能按照实际需要改变信号灯的高度以适应使用环境，如洼地环境就需要较高的信号灯；若信号灯的高度不够且当有高度较高的车辆等待信号灯时，不能进行调整；则导致信号视野成为司机的盲区，有可能导致交通事故的发生，在车俩行驶的过程中，若发生交通事故时，容易与信号灯发生碰撞，从而损坏交通信号灯，大大影响了道路的交通安全。
发明内容
基于此，为解决现有技术存在的不足，特提出了一种具有图像识别功能的智能高度定位交通信号装置。
一种具有图像识别功能的智能高度定位交通信号装置，其特征在于，包括：基座、支撑单元、升降单元、图像采集单元、控制单元、图像处理单元以及信号指示单元；其中，所述支撑单元固定于所述基座上；所述升降单元可移动式固定在所述支撑单元并在控制单元的控制下带动信号指示单元进行高度调节；所述图像采集单元能够捕捉采集方向上当前要经过的车辆的车辆图像并发送至图像处理单元；所述图像处理单元对当前所处理的车辆图像进行图像转化并基于设定的图像处理策略，确定是否通知控制单元控制升降单元进行升降动作。
可选的，在其中一个实施例中，所述基座上安装防撞缓冲装置，所述防撞缓冲装置包括：挡板、弹性元件、连接板、缓冲板以及固定板；其中，所述挡板固定安装于基座外围处，所述连接板与挡板之间通过弹性元件连接，所述固定板通过缓冲板固定安装于连接板上。
可选的，在其中一个实施例中，所述挡板与基座之间固定安装有加强杆。
可选的，在其中一个实施例中，所述升降单元包括：升降柱和升降结构，其中所述升降柱安装在所述支撑单元内部，以带动安装在所述支撑单元上的信号指示单元进行高度调节；所述升降结构固定在所述支撑单元底部，以通过旋转带动升降柱进行高度调节。
可选的，在其中一个实施例中，所述升降结构包括移动机构与驱动机构，所述移动机构包括旋转件、套杆、螺杆；其中所述旋转件嵌装于支撑柱内下壁面上，所述螺杆通过套杆固定在旋转件的内圈上，以随着套杆正反向旋转带动与所述螺杆螺纹连接的升降柱上升/下降，进而在驱动机构的带动下完成高度调节；所述驱动机构包括驱动电机以及传动轮组，所述传动轮组一端连接驱动电机，另一端连接套杆，所述驱动电机通过正反向旋转使得传动轮组改变所述套杆的旋转方向。
可选的，在其中一个实施例中，所述支撑单元内壁设有滑槽结构，所述升降柱外壁面安装有滑块，所述滑块能够沿着所述滑槽结构进行上升/下降运动。
可选的，在其中一个实施例中，所述图像处理单元包括信号接收器、信号处理器、信号对比器以及信息储存器；所述信号接收器能够接收图像采集单元所捕捉的图片；所述信号处理器对接收到的图片进行图像识别后获取当前一定范围内要经过的车辆的车辆高度；所述信号对比器基于预设的图像处理策略，确定出相应的电机输出参数并通知控制单元对驱动电机进行控制；同时信息储存器同步进行数据存储。
实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
本发明首先提出一种能够识别出车辆高度并进行高度调整的定位交通信号装置，其通过图像采集单元捕捉车辆图像，图像处理单元经过识别分析获取当前车辆高度以及调整相关参数，所述控制单元通过对驱动电机的控制，完成对升降结构的升降控制过程，进而实现信号灯的升降，使得加高车车辆也能观察到信号灯，同时通过防撞装置防止行驶的车辆撞击信号灯，对信号灯进行保护，防止信号灯收到损坏，降低了交通事故的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为一个实施例中实施智能高度定位交通信号装置结构示意图；；
图2是图1局部放大结构侧视图；
图3是本发明所述装置的控制器及图像处理单元电路原理示意图；
图中，1-基座；2-支撑柱；3-升降柱；4-信号灯；5-摄像头；7-控制箱；8-电源；9-控制器；10-轴承；11-螺杆；12-套杆；14-滑槽；15-滑块；16-从动轮；17-驱动电机；18-主动轮；19-信号接收器；20-信号处理器；21-信号对比器；22-信息储存器；23-挡板；24-弹簧；25-连接板；26-缓冲板；27-固定板；28-加强杆；29-防护箱；30-旋转台；31-显示器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。可以理解，本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一元件称为第二元件，且类似地，可将第二元件为第一元件。第一元件和第二元件两者都是元件，但其不是同一元件。
在本实施例中，如图1-3所示，特提出了一种具有图像识别功能的智能高度定位交通信号装置，其特征在于，包括：基座1、支撑单元、升降单元、图像采集单元、控制单元、图像处理单元以及信号指示单元；其中，所述支撑单元固定于所述基座1上；所述升降单元可移动式固定在所述支撑单元并在控制单元的控制下带动信号指示单元进行高度调节；所述图像采集单元能够捕捉采集方向上当前要经过的车辆的车辆图像并发送至图像处理单元；所述图像处理单元对当前所处理的车辆图像进行图像转化并基于设定的图像处理策略，确定是否通知控制单元控制升降单元进行升降动作；由上述内容可知，所述装置通过升降单元上的图像采集单元进行图像采集，通过图像处理单元进行转换分析后，再将转换的信号传递给控制单元，控制单元控制升降单元，实现信号灯的升降，使得加高车车辆也能观察到信号灯，通过防撞装置防止行驶的车辆撞击信号灯，对信号灯进行保护，防止信号灯收到损坏，降低了交通事故的发生。
在一些具体的实施例中，所述基座上安装防撞缓冲装置，所述防撞缓冲装置包括：挡板23、弹性元件、连接板25、缓冲板26以及固定板27；其中，所述挡板23固定安装于基座1外围处，所述连接板25与挡板23之间通过弹性元件连接，所述固定板27通过缓冲板26固定安装于连接板25上。在一些更具体的实施例中，所述弹性元件为弹簧24即所述挡板23与所述连接板26之间设置若干结构相同的弹簧24，即各所述弹簧24一端固定在所述挡板23的壁面上，另一端固定在所述连接板25的壁面上。在一些更具体的实施例中，所述挡板23与基座之间固定安装有加强杆28。在一些更具体的实施例中，所述缓冲板26为橡胶缓冲板。
在一些具体的实施例中，所述信号指示单元即为信号灯，所述信号灯4底部安装有摄像头5即图像采集单元。在一些具体的实施例中，所述控制单元包括控制箱7，安装在基座上，使其靠近支撑单元，同时所述控制箱7内安装有电源8、控制器9以及图像处理单元；所述信号灯4、摄像头5、升降结构、控制器9以及图像处理单元分别与电源8通过导线电性连接，所述摄像头5、升降结构以及图像处理装置通过导线与控制器9电控连接。另可将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，因此不在对电气控制做说明。
在一些具体的实施例中，所述升降单元包括：升降柱3和升降结构，其中所述升降柱3安装在所述支撑单元内部，以带动安装在所述支撑单元上的信号指示单元进行高度调节；所述升降结构固定在所述支撑单元底部，以通过旋转带动升降柱进行高度调节，所述支撑单元具有支撑柱2，且为中空结构。所述升降柱3插装于支撑柱2内，所述升降柱3下端开设有与螺杆11相匹配的螺纹，所述升降柱3下端通过螺纹与螺杆11啮合连接。
在一些具体的实施例中，所述升降结构包括移动机构与驱动机构，所述移动机构包括旋转件、套杆12、螺杆11；其中所述旋转件嵌装于支撑柱2内下壁面上，所述螺杆11通过套杆12固定在旋转件的内圈上，以随着套杆12正反向旋转带动与所述螺杆11螺纹连接的升降柱3上升/下降，进而在驱动机构的带动下完成高度调节；所述驱动机构包括驱动电机17以及传动轮组，所述传动轮组一端连接驱动电机17，另一端连接套杆12，所述驱动电机17通过正反向旋转使得传动轮组改变所述套杆12的旋转方向。在一些更具体的实施例中，所述旋转件为轴承10，所述轴承10内圈固定安装有螺杆11，且所述螺杆11底端通过套杆12固定在轴承10上。在一些更具体的实施例中，所述传动轮组包括主动轮与从动轮16，所述从动轮16固定套装于套杆12上，所述支撑柱2外壁面上固定安装有驱动电机17，所述支撑柱2外壁面上位于驱动电机17驱动端处开设有通孔，所述驱动电机17驱动端贯穿于通孔，所述驱动电机17驱动端上安装有主动轮18，所述主动轮18与从动轮16啮合连接。
在一些具体的实施例中，所述支撑柱内壁设有滑槽结构14，所述升降柱外壁面安装有滑块15，所述滑块15能够沿着所述滑槽结构14进行上升/下降运动。
在一些具体的实施例中，在所述驱动电机17与支撑杆之间安装有防护箱29；所述摄像头5与信号灯4之间安装有旋转台30。
在一些具体的实施例中，所述图像处理单元包括信号接收器19、信号处理器20、信号对比器21以及信息储存器22；所述信号接收器19、信号处理器20、信号对比器21以及信息储存器22依次并列安装于控制箱7上壁面上，所述信号接收器19、信号处理器20、信号对比器21以及信息储存器22分别与控制器9电性连接,同时所述信号接收器19能够接收图像采集单元所捕捉的图片；所述信号处理器20对接收到的图片进行图像识别后获取当前一定范围内要经过的车辆的车辆高度；所述信号对比器21基于预设的图像处理策略，确定出相应的电机输出参数并通知控制单元对驱动电机进行控制；同时信息储存器22同步进行数据存储。另，在所述控制箱7外壁面安装有显示器，以对进行交通画面成像显示。另，所述图像处理单元可基于来车的外部轮廓进行高度识别，如采用图像标定技术识别出来车的车辆高度，该技术能够快速完成对来车高度检测需求；同时图像处理策略可以通过经验数据设定，如设定多个车辆高度范围对应的具体电机输出参数(转速等)；同时为了满足使用需求以及快速进行高度调整，也可以改为小型变速器等变速装置提高电机性能。
基于上述方案，本案的具体工作过程即原理为：在使用时，启动电源8，此时信号灯4、摄像头5、控制器9、电机17、信号接收器19，信号处理20，信号对比器21以及信息储存器22接收电源8所提供电量，控制器9进行初始化编程控制命令，控制本装置工作，此时通过摄像头5拍摄交通画面，可通过显示器31进行成像；当在拍摄范围(用户按照实际需求设定)内拍摄到较高车辆时，摄像头5拍摄的图像信号传递给信号接收器19，信号接收器19将图像信号传递给信号处理器20进行分析处理，信号处理器20获取图像信号内的图像目标高度数据，并将其转换为数字信号传递给信号对比器21，信号对比器21将数字信号与信息储存器22内预留数据进行对比，并将对比后的信号传递给控制器9，控制器9控制驱动电机17工作，驱动电机17驱动端转动，并带动主动轮18正向转动，由于主动轮18与从动轮16啮合连接，由此从动轮16正向转动，从动轮16带动套杆12转动，由于套杆12与螺杆11固定连接，由此螺杆11在轴承10的作用下转动，又由于升降柱3上的螺纹与螺杆11啮合连接，由此升降柱3具有上升的趋势，同时升降柱3在滑块15的作用下沿支撑柱2的滑槽结构14路径向上移动，直至上升到控制器9控制的高度，此时信号灯4高度得到调节；若一定时间内没有较高车辆经过，也可以通过控制器9控制驱动电机17工作，驱动电机17驱动端转动，并带动主动轮18反向转动，完成高度下降过程恢复初始高度，或者由于临时信号灯装置所处的地势位置与复杂度，由外部控制端通过无线通信方式控制器9控制驱动电机17工作，直接对当前所处位置的信号灯高度进行调整，以适配当前的使用环境，而无需人为加高或者通过工具进行高度调整；同时还设置防撞措施即当有车辆撞击信号灯时，固定板27受力，并将力传递给缓冲板26，由于缓冲板26为橡胶材质，由此缓冲板26吸收一部分力，吸收后的里传递给连接板25，连接板25将力传递给弹簧24，弹簧24发生形变并将力进行进一步吸收，从而达到对信号灯4缓冲的作用，防止信号灯4收到破坏。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种具有图像识别功能的智能高度定位交通信号装置，其特征在于，包括：基座、支撑单元、升降单元、图像采集单元、控制单元、图像处理单元以及信号指示单元；其中，所述支撑单元固定于所述基座上；所述升降单元可移动式固定在所述支撑单元并在控制单元的控制下带动信号指示单元进行高度调节；所述图像采集单元能够捕捉采集方向上当前要经过的车辆的车辆图像并发送至图像处理单元；所述图像处理单元对当前所处理的车辆图像进行图像转化并基于设定的图像处理策略，确定是否通知控制单元控制升降单元进行升降动作。
2.根据权利要求1所述的智能高度定位交通信号装置，其特征在于，所述基座上安装防撞缓冲装置，所述防撞缓冲装置包括：挡板、弹性元件、连接板、缓冲板以及固定板；其中，所述挡板固定安装于基座外围处，所述连接板与挡板之间通过弹性元件连接，所述固定板通过缓冲板固定安装于连接板上。
3.根据权利要求2所述的智能高度定位交通信号装置，其特征在于，所述挡板与基座之间固定安装有加强杆。
4.根据权利要求1所述的智能高度定位交通信号装置，其特征在于，所述升降单元包括：升降柱和升降结构，其中所述升降柱安装在所述支撑单元内部，以带动安装在所述支撑单元上的信号指示单元进行高度调节；所述升降结构固定在所述支撑单元底部，以通过旋转带动升降柱进行高度调节。
5.根据权利要求4所述的智能高度定位交通信号装置，其特征在于，所述升降结构包括移动机构与驱动机构，所述移动机构包括旋转件、套杆、螺杆；其中所述旋转件嵌装于支撑柱内下壁面上，所述螺杆通过套杆固定在旋转件的内圈上，以随着套杆正反向旋转带动与所述螺杆螺纹连接的升降柱上升/下降，进而在驱动机构的带动下完成高度调节；所述驱动机构包括驱动电机以及传动轮组，所述传动轮组一端连接驱动电机，另一端连接套杆，所述驱动电机通过正反向旋转使得传动轮组改变所述套杆的旋转方向。
6.根据权利要求5所述的智能高度定位交通信号装置，其特征在于，所述支撑单元内壁设有滑槽结构，所述升降柱外壁面安装有滑块，所述滑块能够沿着所述滑槽结构进行上升/下降运动。
7.根据权利要求5或者6所述的智能高度定位交通信号装置，其特征在于，所述图像处理单元包括信号接收器、信号处理器、信号对比器以及信息储存器；所述信号接收器能够接收图像采集单元所捕捉的图片；所述信号处理器对接收到的图片进行图像识别后获取当前一定范围内要经过的车辆的车辆高度；所述信号对比器基于预设的图像处理策略，确定出相应的电机输出参数并通知控制单元对驱动电机进行控制；同时信息储存器同步进行数据存储。
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